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Dispergieradditive

Dispergieradditive werden benötigt, um den nach der Pigmentanreibung erreichten Zustand (feine Verteilung der Pigmentpartikel in der Bindemittellösung) über längere Zeiträume zu stabilisieren, das heißt, die Flockulation der Pigmente zu verhindern.

Ursache für die Flockulation sind die zwischen den Partikeln wirksamen anziehenden London-van der Waals-Kräfte. Diese Kräfte sind zwar nur über eine geringe Distanz wirksam, aber durch die Brown’sche Molekularbewegung kommt es immer wieder zu Kollisionen der Partikel oder zumindest zu starker Annäherung und damit zur Flockulation.

Um ein System gegen Flockulation zu stabilisieren, müssen abstoßende Kräfte zwischen den Partikeln ins Spiel kommen. Das Zusammenspiel der Anziehungs- und Abstoßungsenergie zwischen Partikeln wird üblicherweise in Form der Potenzialkurven dargestellt. Die Summe beider Kurven ergibt die Gesamtenergie.

Potenzialkurve

Potenzialkurven: Abstoßungsenergie (Vab), Anziehungsenergie (Van) und die Summe daraus (Vges) als Funktion des Teilchenabstandes. Das Maximum in der Kurve der Gesamtenergie (Vmax) stellt eine Energiebarriere dar, die die Flockulation verhindert. Nur Teilchen mit einer höheren thermischen Energie können die Barriere überwinden und flockulieren.

Dispergieradditive adsorbieren auf der Pigmentoberfläche und führen zu starken abstoßenden Kräften zwischen den Pigmentteilchen. Die Teilchen werden dadurch auf Abstand gehalten und die Neigung zur unkontrollierten Flockulation reduziert. In der Praxis geschieht das durch elektrostatische Abstoßung und/oder sterische Stabilisierung. Beide Stabilisierungsmaßnahmen sollen im folgenden näher betrachtet werden.

Durch Deflockulation wird in einem Lacksystem ein eher newton’sches Fließverhalten eingestellt und die Viskosität generell reduziert. Auf diese Weise verbessert sich das Verlaufsverhalten und eine höhere Pigmentierung ist möglich. 

Durch die kleine Teilchengröße der deflockulierten Pigmente sind hohe Glanzgrade erzielbar und die Farbstärke wird ebenfalls erhöht. Desgleichen erhöhen sich Transparenz oder Deckfähigkeit, abhängig davon, ob das betreffende Pigment als deckendes oder transparentes Pigment vom Hersteller konzipiert wurde. Deflockulation führt ganz allgemein zu einer besseren, effizienteren Ausnutzung der Pigmente, was insbesondere bei den teilweise recht teuren organischen Pigmenten auch aus wirtschaftlichen Gründen nicht unwichtig ist.

Der Flockulationsgrad hat auch Einfluss auf den Farbton eines Pigmentes; wenn beispielsweise bei Lagerung ein System zur Flockulation neigt, kann sich dies auch in einer Farbtonveränderung äußern. In den Fällen, in denen dies besonders kritisch ist (z.B. bei Basislacken eines Mischlacksystems oder bei sehr hochwertigen Lacksystemen), ist die vollständige Deflockulation der einzige Weg zu Lacken mit definiertem und konstantem Farbton. Generell ist für alle pigmentierten Decklacksysteme eine gute Deflockulation aller Pigmente äußerst vorteilhaft und wünschenswert.